КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

В работе проводится анализ структур современных фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии. Решение экологических проблем при возрастающем энергопотреблении и ограниченности традиционных земных ресурсов делает актуальными задачи использования альтернативных и возобновляемых источников энергии. Для земных применений практически неограниченным источником энергии является Солнце. Создание эффективных структур и конструкций фотоэлектрических преобразователей позволит получить доступ к этому источнику. В настоящее время их практическое применение ограничивает высокая стоимость солнечных батарей. В данной работе обобщаются известные результаты решения задач создания фотоэлектрических преобразователей. Показаны конструкции и принципы работы фотоэлектрических преобразователей, рассмотрены одно- и трехкаскадные элементы. Определены условия для эффективной работы фотоэлектрических преобразователей. Особое внимание уделяется материалам для создания элементов фотоэлектрических преобразователей. Рассматриваются особенности материалов, в которых формируются потенциальные барьеры и генерируются пары электронов и дырок. Также внимание уделяется материалам, которые используются для формирования конструкций фотоэлектронных преобразователей, а именно материалам подложек, контактов и др. Эти материалы должны обеспечить значительную высоту барьера в полупроводниковом переходе. Генерируемые при этом электроны и дырки эффективно собираются на контактных электродах. Рассмотренные условия эффективной работы фотоэлектрических преобразователей определяют их практическое значение. Показано, что дальнейшее повышение эффективности фотоэлектрических преобразователей требует как развития технологий и совершенствования структур, так и привлечения еще не используемых физических принципов, а также новых комбинаций тех, что уже применяются.